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大型旋转机械状态检测与故障诊断讲义 目 录 第一节 状态监测与故障诊断的基本知识 4 一、 状态监测与故障诊断的意义 4 二、大机组状态监测与故障诊断常用的方法 4 1. 振动分析法 4 2. 油液分析法 4 3. 轴位移的监测 4 4. 轴承回油温度及瓦块温度的监测 4 5. 综合分析法 4 三、有关振动的常用术语 4 1. 机械振动 4 2. 涡动、进动、正进动、反进动 4 3. 振幅 4 3.1 振幅 4 3.2 峰峰值、单峰值、有效值 4 3.3 振动位移、振动速度、振动加速度 4 3.4 振动烈度、振动标准 4 4. 频率 4 4.1 频率、周期 4 4.2 倍频、一倍频、二倍频、0.5倍频、工频、基频、半频 4 4.3 通频振动、选频振动 4 4.4 故障特征频率 4 5. 相位 4 5.1 相位、相位差 4 5.2 键相器 4 5.3 绝对相位 4 5.4 同相振动、反相振动 4 5.5 相位的应用 4 6. 相对轴振动、绝对轴振动、轴承座振动 4 7. 横向振动、轴向振动、扭转振动 4 8. 刚性转子、挠性转子、圆柱形振动、圆锥形振动、弓状回转 4 9. 刚度、阻尼、临界阻尼 4 10. 临界转速 4 11. 挠度、弹性线、主振型、轴振型 4 12. 高点、重点 4 13. 机械偏差、电气偏差、晃度 4 14. 谐波、次谐波 4 15. 同步振动、异步振动、亚异步振动、超异步振动 4 16. 共振、高次谐波共振、次谐波共振 4 17. 简谐振动、周期振动、准周期振动、瞬态振动、冲击振动、随机振动 4 18. 自由振动、受迫振动、自激振动、参变振动 4 19. 旋转失速、喘振 4 20. 半速涡动、油膜振荡 4 第二节 状态监测与故障诊断的基本图谱 4 一、常规图谱 4 1. 机组总貌图 4 2. 单值棒图 4 3. 多值棒图 4 4. 波形图 4 5. 频谱图 4 6. 轴心轨迹图 4 7. 振动趋势图 4 8. 过程振动趋势图 4 9. 极坐标图 4 10. 轴心位置图 4 11. 全息谱图 4 二、启停机图谱 4 1. 转速时间图 4 2. 波德图 4 3. 奈奎斯特图 4 4. 频谱瀑布图 4 5. 级联图 4 第三节 故障诊断的具体方法及步骤 4 一、故障真伪的诊断 4 1. 首先应查询故障发生时生产工艺系统有无大的波动或调整 4 2. 其次应查看仪表、主要是探头的间隙电压是否真实可信 4 3. 应查看相关的运行参数有无相应的变化 4 4. 应察看现场有无人可直接感受到的异常现象 4 二、故障类型的诊断 4 1. 振动故障类型的诊断 4 1. 1主要异常振动分量频率的查找步骤及方法 4 a）先看棒图或多值棒图 4 b）依次调看振动趋势图 4 c）最后看频谱图 4 1.2 根据异常振动分量的频率进行振动类型诊断 4 a) 主要异常振动分量为工频时 4 b) 主要异常振动分量为低频时 4 c) 主要异常振动分量为二倍频时 4 d) 主要异常振动分量为其它频率时 4 2. 轴位移故障原因的诊断 4 三、 故障程度的评估 4 四、 故障部位的诊断 4 五、 故障趋势的预测 4 第一节 状态监测与故障诊断的基本知识 状态监测与故障诊断的意义 状态监测是指通过一定的途径了解和掌握设备的运行状态，包括利用监测与分析仪表（定时的或非定时的、在线的或离线的），采用各种检测、监视、分析和判别方法，结合设备的历史和现状，对设备当前的运行状态作出评估（属于正常、还是异常），对异常状态及时作出报警，并为进一步进行故障分析、性能评估等提供信息和数据。 故障是指机械设备丧失了原来所规定的性能或状态。通常把机械设备在运行中所发生的状态异常、缺陷、性能恶化、以及事故前期的状态统统称为故障，有时也把事故直接归为故障。 而大型旋转机械机组的故障诊断，则是根据对大机组进行状态监测所获得的信息，结合机组的工作原理、结构特点、运行状况，对有可能发生的故障进行分析、预报，对已经或正在发生的故障进行分析、判断，以确定故障的性质、类别、程度、部位及趋势，对维护机组的正常运行和合理检修提供正确的技术支持。 大型旋转机械由于功率大、转速高、流量大、压力高、结构复杂、监控仪表繁多、运行及检修要求高，因此在设计、制造、安装、检修、运行等诸多环节上稍有不当，都会造成机组在运行时发生种种故障。大型机组本身价格昂贵，其故障停机又会引起整个生产装置的全面停产，会给企业、社会、国家造成巨大的经济损失。因此，认真做好大机组的状态监测与故障诊断工作，对避免恶性事故的发生、降低故障停机次数、缩短故障停机检修时间、减少企业的经济损失是十分有益的。 二、大机组状态监测与故障诊断常用的方法 1. 振动分析